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Astronomen haben die Genauigkeit des Very Long Baseline Array (VLBA) der National Science Foundation verwendet, um die Entfernung zu einem Pulsar zu bestimmen. Das Objekt mit der Bezeichnung PSR B0656 + 14 war früher bis zu 2.500 Lichtjahre entfernt, befand sich jedoch am selben Ort am Himmel wie ein Supernova-Überrest, der nur 1.000 Lichtjahre entfernt ist. Es wurde angenommen, dass dies ein Zufall ist, aber die neue Messung von der VLBA fixiert den Pulsar in 950 Lichtjahren Entfernung; die gleiche Entfernung wie der Rest - beide wurden durch die gleiche Supernova-Explosion erzeugt.
Standort, Standort und Standort. Das alte Immobilien-Sprichwort über das, was wirklich wichtig ist, erwies sich für die Astrophysik als zutreffend, da Astronomen die scharfe Funkvision des Very Long Baseline Array (VLBA) der National Science Foundation verwendeten, um die Entfernung zu einem Pulsar zu bestimmen. Ihre genaue Entfernungsmessung löste dann einen Streit um den Geburtsort des Pulsars, ermöglichte es den Astronomen, die Größe seines Neutronensterns zu bestimmen und möglicherweise ein Rätsel um kosmische Strahlung zu lösen.
"Die genaue Entfernung zu diesem Pulsar hat uns einen echten Gewinn gebracht", sagte Walter Brisken vom National Radio Astronomy Observatory (NRAO) in Socorro, New Mexico.
Der Pulsar mit der Bezeichnung PSR B0656 + 14 befindet sich im Sternbild Zwillinge und scheint sich in der Nähe des Zentrums eines kreisförmigen Supernova-Überrests zu befinden, der sich über Zwillinge und das benachbarte Sternbild Monoceros erstreckt und daher als Monogemring bezeichnet wird. Da Pulsare superdichte, sich drehende Neutronensterne sind, die übrig bleiben, wenn ein massereicher Stern als Supernova explodiert, war es logisch anzunehmen, dass der Monogemring, die Trümmerhülle einer Supernovaexplosion, der Rest der Explosion war, die den Pulsar erzeugt hat.
Astronomen, die indirekte Methoden zur Bestimmung der Entfernung zum Pulsar verwendeten, waren jedoch zu dem Schluss gekommen, dass er fast 2500 Lichtjahre von der Erde entfernt war. Andererseits wurde festgestellt, dass der Supernova-Überrest nur etwa 1000 Lichtjahre von der Erde entfernt ist. Es schien unwahrscheinlich, dass die beiden verwandt waren, sondern erschien nur durch zufälliges Nebeneinander in der Nähe des Himmels.
Brisken und seine Kollegen verwendeten die VLBA, um die Himmelsposition von PSR B0656 + 14 von 2000 bis 2002 genau zu messen. Sie konnten den leichten Versatz in der scheinbaren Position des Objekts von entgegengesetzten Seiten der Erdumlaufbahn um die Sonne aus erkennen. Dieser als Parallaxe bezeichnete Effekt ermöglicht eine direkte Messung der Entfernung.
"Unsere Messungen zeigten, dass der Pulsar etwa 950 Lichtjahre von der Erde entfernt ist, im Wesentlichen dieselbe Entfernung wie der Supernova-Überrest", sagte Steve Thorsett von der University of California in Santa Cruz. "Das bedeutet, dass die beiden mit ziemlicher Sicherheit durch dieselbe Supernova-Explosion entstanden sind", fügte er hinzu.
Mit diesem Problem gelöst. Die Astronomen wandten sich dann der Untersuchung des Neutronensterns des Pulsars selbst zu. Mithilfe verschiedener Daten von verschiedenen Teleskopen und mit der neuen Entfernungsmessung bewaffnet, stellten sie fest, dass der Neutronenstern einen Durchmesser zwischen 16 und 25 Meilen hat. In solch einer kleinen Größe packt es eine Masse, die ungefähr der der Sonne entspricht.
Das nächste Ergebnis des Lernens der tatsächlichen Entfernung des Pulsars war die mögliche Antwort auf eine langjährige Frage nach kosmischen Strahlen. Kosmische Strahlung sind subatomare Teilchen oder Atomkerne, die auf nahezu Lichtgeschwindigkeit beschleunigt werden. Es wird angenommen, dass Stoßwellen in Supernova-Überresten für die Beschleunigung vieler dieser Partikel verantwortlich sind.
Wissenschaftler können die Energie kosmischer Strahlen messen und haben einen Überschuss solcher Strahlen in einem bestimmten Energiebereich festgestellt. Einige Forscher hatten vorgeschlagen, dass der Überschuss von einem einzelnen Supernova-Überrest stammen könnte, der etwa 1000 Lichtjahre entfernt ist und dessen Supernova-Explosion vor etwa 100.000 Jahren stattgefunden hat. Die Hauptschwierigkeit bei diesem Vorschlag bestand darin, dass es keinen akzeptierten Kandidaten für eine solche Quelle gab.
"Unsere Messung bringt PSR B0656 + 14 und den Monogemring jetzt genau am richtigen Ort und im richtigen Alter, um die Quelle dieses Überschusses an kosmischer Strahlung zu sein", sagte Brisken.
Mit der Fähigkeit des VLBA, eines der Teleskope des NRAO, äußerst präzise Positionsmessungen durchzuführen, erwarten die Astronomen, die Genauigkeit ihrer Entfernungsbestimmung noch weiter zu verbessern.
"Dieser Pulsar wird zu einem faszinierenden Labor für das Studium der Astrophysik und Kernphysik", sagte Thorsett.
Zum Team der Astronomen gehören neben Brisken und Thorsett auch Aaron Golden von der National University of Ireland, Robert Benjamin von der University of Wisconsin und Miller Goss von NRAO. Die Wissenschaftler berichten über ihre Ergebnisse in Artikeln, die im August in den Astrophysical Journal Letters erscheinen.
Die VLBA ist ein kontinentweites System von zehn Radioteleskopantennen, die von Hawaii im Westen bis zu den US-amerikanischen Jungferninseln im Osten reichen und das größte Auflösungsvermögen oder die Fähigkeit bieten, in der Astronomie feine Details zu erkennen. Die 1993 eingeweihte VLBA wird vom Array Operations Center der NRAO in Socorro, New Mexico, aus betrieben.
Das National Radio Astronomy Observatory ist eine Einrichtung der National Science Foundation, die im Rahmen einer Kooperationsvereinbarung von Associated Universities, Inc. betrieben wird.
Originalquelle: NRAO-Pressemitteilung
